傳感器的最新發(fā)展可大幅提高BLDC電機控制性能

典型的軸端配置包括一個安裝在旋轉(zhuǎn)軸上的直徑磁化盤式磁體，該磁體安裝在電機總成內(nèi)部，如圖3(a)所示。該磁體可提供一個穿過傳感器平面的磁場。

在此配置中，無需使機械和電氣組件接觸即可直接讀取轉(zhuǎn)子角度。由于AMR技術(shù)不依賴磁場強度，因此能夠耐受氣隙變化。不依賴磁場強度還可增大機械容差并使磁體材料的選擇簡單化。

緊湊的軸端配置意味著傳感器可直接安裝在非?？拷娮?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/控制">控制裝置(微控制器、MOSFET)的印刷電路板(PCB)上，從而能夠最大限度減少信號路由并減小與惡劣電機環(huán)境的距離。

另一種可能的配置是圖3(b)所示的軸側(cè)系統(tǒng)。軸側(cè)配置可用于待檢測軸無法在端頭安裝磁體的應(yīng)用。在此配置中，由磁極環(huán)提供激勵，傳感器和磁極環(huán)可安裝在軸上的任意位置。典型應(yīng)用包括電動助力轉(zhuǎn)向泵或由于空間限制不能使用軸端的BLDC電機。

由于ADA4571能夠提供低延遲和精確的位置反饋信息，因此可對電機各相的電流進(jìn)行精確控制，從而使電機對動態(tài)負(fù)載做出順暢響應(yīng)，或在變化的條件下維持恒速。最終結(jié)果就是更好的控制、最大的扭矩、更高的啟動/停止效率，以及更佳的運行狀況。

傳感器設(shè)置和校準(zhǔn)

要獲得更高的精度，可在用戶的生產(chǎn)線末端執(zhí)行各類校準(zhǔn)程序。可執(zhí)行一次性失調(diào)校準(zhǔn)，以消除正弦和余弦信號的初始失調(diào)。

圖4顯示了在室溫下執(zhí)行一次性失調(diào)校準(zhǔn)后的典型性能。

圖4：單點和雙點校正時典型角度誤差與溫度的關(guān)系。

由于傳感器的失調(diào)漂移，角度精度可能隨溫度升高而下降，如在150°C時進(jìn)行單點校正的情況，而雙點溫度校準(zhǔn)則可提高性能。在這種情況下，可對失調(diào)和片內(nèi)溫度傳感器的信息進(jìn)行插值計算，并且可補償隨溫度變化的失調(diào)。

自由運行應(yīng)用中的BLDC系統(tǒng)可充分利用連續(xù)的失調(diào)校正技術(shù)，方法是計算指定時間內(nèi)傳感器輸出的均值。微控制器中的動態(tài)失調(diào)補償可在整個溫度范圍和工作壽命內(nèi)實現(xiàn)非常高的精度。

與其他傳感器技術(shù)(霍爾/GMR/TMR)不同，ADA4571無需執(zhí)行額外的校準(zhǔn)步驟，例如幅度校正或正交性校正。經(jīng)過生產(chǎn)測試驗證的幅度失配確保小于1%，而先進(jìn)的傳感器設(shè)計還可確保正交性。傳感器還可忽略遲滯，從而獲得高可靠性且精確的位置信息。

對于無需高精度、低性能且對成本敏感的應(yīng)用，ADA4571可在不進(jìn)行線路終端失調(diào)校正的情況下使用。這種情況下，ADA4571可確保具有小于5°的角度誤差。這對于一些未校準(zhǔn)的應(yīng)用非常有用，因為主機控制器知道軸的位置，因此可優(yōu)化啟動狀況。

結(jié)論

磁性位置傳感器可為工業(yè)和汽車BLDC電機控制系統(tǒng)設(shè)計人員提供小型、穩(wěn)定且易于組裝的位置檢測解決方案。ADI的新款A(yù)DA4571提供高速、高精度、經(jīng)生產(chǎn)測試保證的全角度精度、集成式診斷功能以及低功耗工作模式，明顯優(yōu)于前幾代磁性位置傳感器。

為了確保器件的安裝和校準(zhǔn)設(shè)置簡單方便并減少用戶的軟件開銷，ADI投入了大量精力。因此，BLDC電機制造商可從非常精確的位置數(shù)據(jù)中受益，即使在高速應(yīng)用中也可獲得非常高的扭矩性能，除此之外，他們還能獲得使用無接觸式磁性檢測技術(shù)的所有好處。